(全国通用)高考化学一轮复习方案 课时作业(十) 第10讲 无机非金属材料的主角 硅(含解析) 新人

课时作业(十) [第10讲无机非金属材料的主角——硅]

基础热身

1．[2012·武昌调研] 2011年11月28日至12月9日，联合国世界气候大会在南非德班召开，“低碳减排”成为近200个国家热议的主题。下列做法不能达到“低碳减排”目的的是( )

A．拉动内需，刺激消费

B．利用太阳能等新能源代替化石燃料

C．未来5年我国将逐步淘汰白炽灯

D．家庭废水再使用，城市污水处理循环利用

2．[2012·济宁期末] 某氧化物X难溶于水，能与烧碱反应，生成易溶于水的化合物Y，将少量Y溶液滴入盐酸中能生成一种白色的胶状沉淀，则X是( )

A．SiO2B．Al2O3C．MgO D．P2O5

3．[2012·宁波八校联考] 下列关于工业生产的说法中，不正确的是( )

A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅得到含杂质的粗硅

B．生产普通水泥的主要原料有石灰石、石英和纯碱

C．工业上将粗铜进行精炼，应将粗铜连接在电源的正极

D．在高炉炼铁的反应中，一氧化碳作还原剂

4．[2011·杭州质检] 据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不正确的是( )

A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料

B．自然界中存在大量单质硅

C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制

D．自然界中硅的贮量丰富

5．[2012·莱芜期末] 下列各项操作中不发生先沉淀后溶解现象的是( )

①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2

②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加入过量H2SO4

③向Ba(NO3)2溶液中通入过量SO2

④向石灰水中通入过量CO2

⑤向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量

A．①②③ B．①②⑤

C．①②③⑤ D．①③

能力提升

6．宣传科学知识，介绍高新科技，揭露伪科学，是科学工作者的义务，下列说法正确的是( )

A．以石英砂为主要原料生产光导纤维

B．“水玻璃”超薄透明，是一种新型装饰材料

C．纳米材料是一种称为“纳米”的新物质制成的材料

D．炭炉边放盆水，可防止煤气中毒

7．现有下列五个转化，其中不可能通过一步反应实现的是( )

7

①SiO2→Na2SiO3②CuSO4→CuCl2③SiO2→H2SiO3④CuO→Cu(OH)2⑤Na2O2→NaOH

A．①② B．③④

C．②③④ D．②③④⑤

8．用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是( )

9.下列试剂可用带玻璃塞的玻璃瓶存放的是( )

A．NaOH溶液 B．Na2SiO3溶液

C．盐酸 D．氢氟酸

10．在水玻璃中通入少量的CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温充分灼烧，冷却后所得的固体物质为( )

A．Na2SiO3

B．Na2SiO3与Na2CO3

C．SiO2与Na2CO3

D．SiO2、Na2SiO3及Na2CO3

11．在全球号召节能减排的大背景下，2010年两会期间，政协委员们领到的会议通知、日程表、便签纸等都是以碳酸钙为主要原料的低碳“石头纸”。某化学探究小组的同学为了测定“石头纸”中碳酸钙的含量，称取了5.0 g碎纸样品。实验数据记录见下表(假设石头纸中其他成分既不溶于水，也不与水反应)：

则样品中碳酸钙的质量分数为( )

A．20% B．40% C．60% D．80%

12．[2012·杭州质检] 二氧化硅(SiO2)又称硅石，是制备硅及其化合物的重要原料。下列说法正确的是( )

A．SiO2既能与HF反应，又能与NaOH反应，属于两性氧化物

7

图K10－1

B．SiO2和Si都是光导纤维材料

C．利用SiO2与NaOH溶液反应可制取“水玻璃”

D．图K10－1中所示转化反应都是非氧化还原反应

13．已知物质M由同一短周期的X、Y两种元素组成，X原子的最外层电子数是最内层电子数的一半，Y元素的最高正价和其负价的代数和为6。M与其他物质的转化关系如下(部分产物已略去)：

图K10－2

(1)若A是某元素的一种常见酸性氧化物，可用于制造光导纤维，则该元素的原子结构示意图为________，写出A与B反应的离子方程式_______________________________________________________________________________ ___________________________________________________；

E与F反应的离子方程式____________________________________________________________。

(2)工业上用电解M的产物之一氧化有毒含氰(CN－)碱性废水，得到无毒的N2、CO2等。写出此反应的离子方程式___________________________________________。

图K10－3

14．[2012·泉州四校联考] 甲、乙、丙三种物质都含有A元素，只有甲是单质，其转化关系如图K10－3所示：

(1)若乙是目前世界倡导需减少排放的温室气体，丁也含有A元素。则含有7个中子的核素A可用符号表示为__________，丁溶液呈碱性的原因用离子方程式表示为_____________________________；已知：在常温常压下，1 mol甲和一氧化碳分别与充足

7

7 的氧气反应放出的热量分别是393.5 kJ 、283.0 kJ 。试写出甲与乙相互反应的热化学方程式

_____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)若A 是非金属元素，其次外层电子是最外层电子数的2倍，则乙在现代通讯中可用于制造____________，写出一个有丙参加的、能证明碳的非金属性强于A 的化学方程式______________________________________________________________；

(3)若甲是生活中最常用的过渡金属单质，其在点燃条件与氧气反应生成乙。若丁是稀盐酸，则乙→丙的化学方程式为______________________________________________________________。

挑战自我

15．[2013·上高模拟] X 是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下： ????A ——B ——――→①加热化合物C ――→②过量NH 3化合物D 分子式：A （NH 2）4

――→③隔绝空气高温X 为了确定C 的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F 、G 都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I 可做光导纤维。

化合物C ④ 水 ???→E ――→⑤硝酸银溶液稀硝酸G →F ――→⑥NaOH 溶液H ――→⑦过量CO 2F ――→加热I

按要求回答下列问题：

(1)C 的化学式为______；X 的化学式为_____________________________________________________________。

(2)反应②的化学方程式为_____________________________________________________________。

(3)反应⑦的离子方程式________________________________________________________________________。

16．已知SiO 2、SO 2和CO 2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg 和Na 的化学性质也具有一定的相似性。

Ⅰ.用如图K10－4所示装置进行Mg 和SO 2的实验，其中A 是制备SO 2的发生装置。

图K10－4

(1)选择制取SO2的合适试剂________(填序号)。

①10%的H2SO4溶液②80%的H2SO4溶液

③Na2SO3固体④CaSO3固体

(2)写出装置B中发生的主要反应的化学方程式：________ ________________________________________________________________________。

装置C中NaOH溶液的作用是________________________________________________________________________。

(3)请在图中画出制备SO2的发生装置并注明主要仪器的名称，固定仪器省略不画。

(4)你认为该装置的不足之处是________________________________________________________________________。

Ⅱ.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究，他们以课本为基础，查阅资料得到以下可供参考的信息：

①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si

②Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应

③金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐与SiH4

④Si和SiO2均不与稀H2SO4反应

⑤SiH4在空气中自燃

他们在研究报告中记载着：“……选用合适的物质在适宜的条件下充分反应，再用足量稀硫酸溶解固体产物；然后过滤、洗涤、干燥，最后称量……在用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花，其产率也只有预期值的63%左右。”

(5)该小组“实验室制Si”的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(6)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时，发现有爆鸣声和火花”的原因是________________________________________________________________________。

课时作业(十)

1．A [解析] 拉动内需，刺激消费，导致物品损耗大，不符合“低碳减排”目的。

2．A [解析] C项MgO不能溶于烧碱，不正确；少量Y滴入盐酸能够形成沉淀，SiO2符合题意，A项正确；因Al(OH)3是两性氢氧化物，故NaAlO2在过量盐酸中不能生成沉淀，B项不正确；D项生成的磷酸钠与盐酸不能发生产生白色沉淀的反应。

3．B [解析] 生产普通水泥的原料是石灰石和黏土，B项不正确。

4．B [解析] 由于Si的亲氧性，自然界的硅大都以SiO2或硅酸盐的形式存在，无单质硅存在。

5．D [解析] ①只能生成NaHCO3沉淀；②先发生凝聚，后沉淀溶解；③只能生成BaSO4

7

7 沉淀；④先生成CaCO 3沉淀，后生成易溶的Ca(HCO 3)2而溶解；⑤Al(OH)3为两性氢氧化物，故先生成沉淀，后溶解。

6．A [解析] 石英砂的主要成分是SiO 2；“水玻璃”是Na 2SiO 3水溶液的俗称；纳米是

长度单位，1 nm ＝10－9 m ；煤气(CO)不溶于水。

7．B [解析] ①SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ；②CuSO 4＋BaCl 2===BaSO 4↓＋CuCl 2；⑤2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑，SiO 2和CuO 均不溶于水，因此SiO 2、CuO 不可能通过一步反应分别生成H 2SiO 3、Cu(OH)2。

8．B [解析] A 项，CO 2＋C 6H 5ONa ＋H 2O ―→C 6H 5OH ＋NaHCO 3，升温至65 ℃以上，C 6H 5OH 完全溶解，溶液变澄清；B 项，CO 2＋Na 2SiO 3＋2H 2O===Na 2CO 3＋H 4SiO 4↓，H 4SiO 4与CO 2不反应，浑浊不会消失；C 项，CO 2＋Ca(ClO)2＋H 2O===CaCO 3↓＋2HClO ，所以溶液变浑浊。加入品红，被HClO 氧化褪色；D 项，首先，CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3↓＋H 2O ，继续通CO 2，产生可溶于水得Ca(HCO 3)2，再加入足量的NaOH ，则发生2NaOH ＋Ca(HCO 3)2===CaCO 3↓＋Na 2CO 3＋2H 2O ，溶液又变浑浊。

9．C [解析] NaOH 溶液、Na 2SiO 3溶液不能用玻璃塞，氢氟酸不能用玻璃瓶盛放。

10．A [解析] 通入少量CO 2气体时，发生的反应为Na 2SiO 3＋CO 2＋H 2O===Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓，加热后H 2SiO 3分解为SiO 2和H 2O ，再高温灼烧，SiO 2与Na 2CO 3反应生成Na 2SiO 3和CO 2。

11．D [解析] 前4组实验中加入的盐酸体积成倍增加，生成的二氧化碳体积也是成倍增加，但实验④与实验⑤气体体积不再有差别，故实验④中碳酸钙完全反应，生成的二氧化碳的物质的量为0.008 mol ，即反应的碳酸钙为0.008 mol ，所以样品中碳酸钙的质量分数为0.008 mol×100 g/mol 1.0 g

×100%＝80%。 12．C [解析] 两性氧化物的定义为与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物，SiO 2与HF 反应得到的SiF 4不属于盐类，A 项错误；SiO 2是光导纤维材料，Si 为半导体材料，B 项错误；“水玻璃”是NaSiO 3的水溶液，C 项正确；制取Si 的过程中涉及了氧化还原反应，D 项错误。

13．(1)

SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O 2H ＋＋SiO 2－3===H 2SiO 3↓

(2)5Cl 2＋2CN －＋8OH －===10Cl －＋N 2＋2CO 2＋4H 2O

14．(1)13 6C CO 2－3＋H 2O HCO －3＋OH －

C(s)＋CO 2(g)===2CO(g) ΔH ＝＋172.5 kJ/mol

(2)光导纤维 Na 2SiO 3＋H 2O ＋CO 2===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3

(3)Fe 3O 4＋8HCl===2FeCl 3＋FeCl 2＋4H 2O

[解析] (1)目前减少排放的温室气体为CO 2，故A 元素为碳、乙是CO 2。

C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol ①

2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH ＝－566.0 kJ/mol ②

根据盖斯定律①－②得：C(s)＋CO 2(g)===2CO(g) ΔH ＝＋172.5 kJ/mol 。

(2)符合该结构的是硅，乙是SiO 2，依据转化关系及题意丁、丙分别为NaOH 、Na 2SiO 3，根据“强酸制弱酸”原理，可以向硅酸钠溶液中通入CO 2制取硅酸进行证明。

(3)该金属是铁，乙是Fe 3O 4，则Fe 3O 4与盐酸反应生成FeCl 3和FeCl 2。

7 15．(1)SiCl 4 Si 3N 4

(2)SiCl 4＋4NH 3===Si(NH 2)4＋4HCl

(3)SiO 2－3＋2H 2O ＋2CO 2===H 2SiO 3↓＋2HCO －3

[解析] (1)I 可做光导纤维，所以I 是二氧化硅，则F 是硅酸，H 是硅酸钠。又因为F 、G 都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G 是氯化银，因此C 是SiCl 4，则A 是硅，B 是氯气。根据X 的性质可知，X 是原子晶体，所以X 是Si 3N 4。

(2)根据反应物和生成物可知，该反应的方程式是SiCl 4＋4NH 3===Si(NH 2)4＋4HCl 。

(3)CO 2是过量的，因此生成物是碳酸氢钠，方程式是SiO 2－3＋2H 2O ＋2CO 2===H 2SiO 3↓＋

2HCO －3。

16．(1)②③

(2)3Mg ＋SO 2=====△2MgO ＋MgS(或2Mg ＋SO 2=====△2MgO ＋S ，Mg ＋S=====△MgS) 吸收多余的

SO 2，防止污染环境

(3)如图

(4)在A 和B 之间没有连接一个干燥装置；C 装置未与大气相通；在镁下方未垫一个不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一个防倒吸装置

(5)2Mg ＋SiO 2=====△2MgO ＋Si

(6)金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH 4可自燃

(或用化学方程式表示：2Mg ＋Si=====△Mg 2Si ，Mg 2Si ＋2H 2SO 4===2MgSO 4＋SiH 4↑，SiH 4＋

2O 2===SiO 2＋2H 2O)

[解析] (1)制取SO 2应用浓H 2SO 4和亚硫酸盐。选项中不可选用CaSO 3，因为CaSO 3微溶于水，会附在固体表面，阻碍反应进行。

(2)Mg 具有还原性，SO 2具有氧化性，两者发生氧化还原反应。

(3)本反应为固液不加热制取气体的反应，故可用分液漏斗盛80%的H 2SO 4，用锥形瓶装固体Na 2SO 3。

(4)该装置中：①A 中的水蒸气会进入B 与Mg 反应，在A 、B 中间应加干燥装置；②Mg 能与SiO 2反应，在Mg 下方垫一不锈钢片，隔离Mg 和SiO 2；③尾气处理装置C 试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fmye.html